ившина и.б.

Download Report

Transcript ившина и.б.

Комитет Государственной Думы по науке и наукоемким технологиям. Круглый стол. 09.06.2011
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО РАЗВИТИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЙ
ПОДДЕРЖКИ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ЦЕНТРОВ
МИКРОБНЫХ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ
И.Б. Ившина
Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН
Пермский государственный университет
Россия, 614081 Пермь, ул. Голева, 13. Тел.: +7 (342) 280 81 14. Е-mail: [email protected]
REGIONAL SPECIALISED
COLLECTION OF
ALKANOTROPHIC
MICROORGANISMS
Основные положения
Специализированные центры микробных
генетических ресурсов − ключевой элемент
инфраструктуры российской биотехнологии
и биоиндустрии
Необходимые действия по обеспечению
и развитию государственной поддержки
специализированных центров микробных
генетических ресурсов
2
МИКРОБНЫЕ ГЕНЕТИЧЕСКИЕ
РЕСУРСЫ: международные инициативы
Концепция
Биологических
Ресурсных
Центров - BRCs
Международная
приоритетная
программа
DIVERSITAS
Конвенция
о биологическом
разнообразии – CBD
Глобальная
информационная
система по
биоразнообразию GBIF
3
Международная
программа доступа
к микроорганизмам MOSAICC
Organization for Economic Co-operation and Development (OECD):
Biological Resource Centres Underpinning the future of Life Sciences
and Biotechnology.
OECD Science & Information Technology. 2001. V. 2001. N. 7. Р. 1-68.
.
Организация по Экономическому Сотрудничеству и Развитию (ОЭСР)
2001 г. Концепция «Биологические Ресурсные Центры»
БРЦ – хранилища и провайдеры высококачественного биологического
материала и ценной информации.
В соответствии с требованиями времени принимают на себя функции
предоставления услуг не только в сфере консервации и распределения
биотехнологически ценных микробных культур, но и полезной научной
информации по вопросам, отражающим текущую ситуацию в микробном
разнообразии и перспективах его использования в различных областях
биотехнологии.
4
World Directory of Collections of Cultures
of Microorganisms
WDCM STATISTICS
DATE: June 2, 2011
• There are 592 culture collections in 68 countries registered
with WDCM
• 227 collections produce catalogues of holdings
3,051 people work in these culture collections
• There are totally 1,751,439 microorganisms in the above
culture collections:
760,874 of them are bacteria
506,408 of them are fungi
18,743 of them are virus
11,649 of them are cell line
5
WFCC#588, VKPM
Всероссийская коллекция
промышленных
микроорганизмов, Москва
10000 штаммов бактерий
750 штаммов грибов
2300 штаммов дрожжей
WFCC#337, RIA
Коллекция культур ГНЦА
Москва
1558 штаммов бактерий
394 штамма грибов
WFCC#760, VIZR
Государственная коллекция
энтомопатогенных и фитопатогенных микроорганизмов
Санкт-Петербург
765 штаммов бактерий
11 штаммов грибов
WFCC#644, KMM
Коллекция морских
микроорганизмов
Владивосток
4000 штаммов бактерий
1000 штаммов грибов
Российские
коллекции культур,
зарегистрированные
в WFCC
WFCC#554, LTI
Криобанк микроорганизмов деструкторов, С.-Петербург
250 штаммов бактерий
65 штаммов грибов
8 штаммов дрожжей
WFCC#342, VKM
Всероссийская коллекция
микроорганизмов, Пущино
3662 штаммов бактерий
3355 штаммов грибов
2300 штаммов дрожжей
WFCC#641, PGC
Петергофская коллекция
водорослей, С.-Петербург
700 штаммов водорослей
WFCC#966, RCAM
Всероссийская коллекция
с/х микроорганизмов ,
Санкт-Петербург
3926 штаммов бактерий
671 штамм грибов,
184 штамма дрожжей
WFCC#836, CCIBSO
Коллекция светящихся
микроорганизмов
Красноярск
700 штаммов бактерий
WFCC#936, ACCS
Коллекция культур
водорослей, Красноярск
90 штаммов бактерий
WFCC#768, IEGM
Региональная коллекция
алканотрофных
микроорганизмов, Пермь
2000 штаммов актинобактерий
WFCC#974, EMTC
Коллекция экстремофильных
микроорганизмов и типовых
культур, Новосибирск
747 штаммов бактерий
74 штамма вирусов
Российские
коллекции культур,
зарегистрированные
в WFCC
WFCC#890, CIAM
Коллекция микроорганизмов
с/х назначения , С.-Петербург
3926 штаммов бактерий
671 штамм грибов
184 штамма дрожжей
WFCC#461, CALU
Коллекция водорослей,
Санкт-Петербург
704 штамма водорослей
22 штамма грибов
WFCC#602, BOROK
Коллекция водорослей,
Ярославская обл.
15 штаммов водорослей
WFCC#596, IPPAS
Коллекция штаммов и
мутантов одноклеточных
водорослей, Москва
300 штаммов водорослей
30 штаммов бактерий
Коллекции микробных культур
Сервисные – предназначены для сохранения
эталонных/типовых культур известных видов
микроорганизмов.
Специализированные – предназначены для
сохранения микроорганизмов конкретной
таксономической группы и их ценных
биотехнологических свойств.
Исследовательские – предназначены для
сохранения штаммов определенных видов для
использования их преимущественно в
узкоспециальных научно-поисковых проектах.
8
ГЕОГРАФИЯ И ИСТОЧНИКИ ВЫДЕЛЕНИЯ
БАКТЕРИАЛЬНЫХ КУЛЬТУР
*
Таймыр
Минск
Киев
Москва
* Пермь
Ульяновск
*
Тюмень
Курган
Воздух
* Снег
Почва
Вода
Донные осадки
Керн
9
Якутск
Восточная Сибирь
*
Красноярск
*
Оз. Байкал
REGIONAL SPECIALISED
COLLECTION OF
ALKANOTROPHIC
MICROORGANISMS
МЕТАБОЛИЗИРУЕМЫЕ ПОЛЛЮТАНТЫ
Предельные
углеводороды
Газообразные: С3-С4.
Летучие: С5-С10
Жидкие: С11-С16
Твердые: С17-С20
Ароматические
амины
Анилин, толуидины
(о-, м-, р-)
Алифатические
спирты
Одноатомные:
этанол, пропанол-1,
бутанол-1, пентанол-1, октанол-1,
гексанол-1, изопропанол, изобутанол
Природные
горючие газы
Смеси газообразных
углеводородов
Сырая нефть
Нефти различного
состава,
нефтепродукты
Эфиры фталевых Диметилфталат,
дибутилфталат,
кислот
диметилтерефталат,
диэтилгексилфталат
Ароматические
углеводороды и
их производные
Метилбензол,
технический ксилол,
нафталин
Природные
жиры и масла
Смазочно-охлаждающие жидкости
различного состава
Ароматические
кислоты
м-Оксибензойная,
р-оксибензойная,
салициловая, терефталевая
Сурфактанты
Алкамон-Д, алкилсульфонат, алкилбензолсульфонат
Дегидроабиетиновая,
изопимаровая к-ты,
β-ситостерол
Антимикробные
вещества
Изопреноиды
10
Оксациллин,
хлорамфеникол,
эритромицин
Микробиология
1995, 50, 709711; 1998, 53,
681-685.
Нефтяное
хозяйство,
1998, 11, 44-46.
Журнал
прикладной
биохимиии и
микробиологии,
1999, 70, 20762079.
Химия в
интересах
устойчивого
развития,
2000, 8, 693698.
Mendeleev
Commun., 2005,
11, 72-73.
Экология, 2008,
1, 69-71.
Soil & Sediment
Contamination,
2009, 12, 85-99.
Биотехнология
2010, 1, 49-56.
REGIONAL SPECIALISED
COLLECTION OF
ALKANOTROPHIC
MICROORGANISMS
БИОРАЗНООБРАЗИЕ СОХРАНЯЕМЫХ
БАКТЕРИАЛЬНЫХ КУЛЬТУР
Rhodococcus
Gordonia
Dietzia
Nocardia
Micrococcus
Kocuria
Dermacoccus
Tsukamurella
REGIONAL SPECIALISED
COLLECTION OF
11
ALKANOTROPHIC
MICROORGANISMS
REGIONAL SPECIALISED
COLLECTION OF
12
ALKANOTROPHIC
MICROORGANISMS
REGIONAL SPECIALISED
COLLECTION OF
ALKANOTROPHIC
MICROORGANISMS
13
Получение белка, аминокислот,
иммуномодуляторов, ферментов,
биополимеров, биосурфактантов
Нефтегазопоисковые
работы (биоиндикаторы
залежей нефти и газа)
Биодеструкция органических
загрязнителей: углеводородов,
растворителей, ПАВ, нефти и
нефтепродуктов
REGIONAL SPECIALIZED
COLLECTION OF
Биоремедиация
нефтезагрязненной
воды и почвы
ALKANOTROPHIC
MICROORGANISMS
Биомониторинг
углеводородного
загрязнения биосферы
14
Интенсификация
вторичной добычи
нефти
ДЕТЕКЦИЯ И КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВИДОВОГО
СОСТАВА RHODOCOCCUS В ПРИРОДНЫХ ОБРАЗЦАХ
МЕТОДОМ НЕПРЯМОЙ ИММУНОФЛУОРЕСЦЕНЦИИ, клеток/мл(г)
Антисыворотка к штамму:
Характеристика и география
образца
R.erythropolis
ИЭГМ АС 7т
R.ruber
ИЭГМ АС 70т
R.rhodochrous
ИЭГМ АС 62т
R.”longus”
ИЭГМ АС 27
R.opacus
ИЭГМ АС 56


2,28103


6,82106


8,53103
3,10103
Песчаная порода с глубины
6,0 м, Гомельская обл.

5,69104
1,10103


Снег, контурная зона
нефтяного месторождения,
Пермская обл.


1,62103


Донные отложения,
оз. Байкал, Иркутская обл.

2,50103



Озерная вода, Таймыр,
Красноярский край


6,42104


Вода, контурная зона
нефтяного месторождения,
Пермская обл.
Почва, загрязненная нефтью,
р-н нефтепромысла,
Пермская обл.
15
Нефтезагрязненный почвогрунт
< 5 вес. %
Анализ содержания нефтепродуктов
5-30 вес. %
Твердо-жидкофазный биореактор
< 5 вес. %
Анализ содержания нефтепродуктов
> 5 вес. %
Аэрируемые почвенные площадки
Последовательность операций
Периодичность операций
Контроль параметров
1. Внесение органического
разрыхлителя
Разовая
Физико-химический и микробиологический
анализ; фитотоксичность
2. Внесение биопрепарата
Еженедельная
То же
3. Рыхление и увлажнение
Еженедельная
То же
4. Фиторемедиация
Разовая
То же
Очищенный почвогрунт
Использование очищенного грунта на основании результата приемки
Сельскохозяйственное
Лесохозяйственное
Техническое
Технологическая схема биоремедиации (Патент РФ № 2193464)
16
Технологическая схема биоремедиации (Патенты РФ № 2193464; 2180276)
Постановление от 10 марта 2009 г. № 221
«О присуждении премий Правительства
Российской Федерации 2008 года
в области науки и техники»
РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ КОМПЛЕКСА
БИОТЕХНОЛОГИЙ И СИСТЕМ ВОССТАНОВЛЕНИЯ
И ЗАГРЯЗНЕННЫХ УГЛЕВОДОРОДАМИ ТУНДРОВЫХ
И СЕВЕРО-ТАЕЖНЫХ БИОГЕОЦЕНОЗОВ
Выдвигающая организация
Институт экологии и генетики микроорганизмов
Уральского отделения Российской академии наук
17
Ликвидация последствий Усинской
катастрофы в Республике Коми самого крупного в мире аварийного
разлива сырой нефти
Фрагмент загрязненного участка ДО
18
ПОСЛЕ восстановительных работ
В ходе ликвидации аварии
разработаны и внедрены
высокоэффективные
технологии экологической
реабилитации северных
территорий с применением
методов биоремедиации
19
Коллекция - научно-образовательный центр
Уровень 4
Предприятия
и учреждения региона
Уровень 1
Городской
биологический
лицей (10-11 кл.)
Уровень 3 Аспирантура
ПГУ и ИЭГМ УрО РАН
Уровень 2 Кафедра микробиологии
и иммунологии ПГУ
20
Rhodococcus ruber 1 (Kruse 1896)
Goodfellow and Alderson 1977
IEGM3 3334  I.B. Ivshina, IEGM, ОEGM 27-П5.
Isolated from: underground water6, oilfield outline zone, Perm region,
Russia7.
Taxonony/description [1, 3, 5, 10]9.
Properties: uses propane, n-butane, liquid n-alkanes (C5 - C16) and
alyphatic alcohols (ethanol, n-propanol, n-butanol) as sole carbon
source [10] 9; resistant to lincomycin, oxacillin, erythromycin and
nalidixic acid when growing on propane [6] 9; accumulates
polyphosphate granules when growing on propane [2, 7] 9; synthesizes
functional antigens when growing on propane [9]9.
(Medium 5 or 8, 15; 28o C; L-3, C-4)8.
REGIONAL SPECIALISED
COLLECTION OF
http://www.ecology.psu.ru/iegmcol/strains/rhodoc/ruber/r_ruber333.html
21
ALKANOTROPHIC
MICROORGANISMS
Every
established
Collection
requires a
Catalogue
REGIONAL SPECIALISED
COLLECTION OF
22
ALKANOTROPHIC
MICROORGANISMS
ОРГАНИЗАЦИИ / ПОЛЬЗОВАТЕЛИ
Отечественные
23
Зарубежные
Ин-т катализа, Ин-т органической
химии СО РАН, Новосибирск
Ин-т микробиологии НАН, Минск,
Ин-т по изысканию новых
антибиотиков РАН, Москва
Ин-т микробиологии и вирусологии АН,
Киев, Украина
Ин-т технической химии, Ин-т
экологии и генетики микроорганизмов
УрО РАН, Пермь
Напиер университет, Отделение
биотехнологии защиты окружающей
среды, Эдинбург, Великобритания
Государственный университет, Ижевск,
Пермь, Санкт-Петербург, Ярославль
Эдинбургский университет, Центр
ремедиации земель, Великобритания
Государственная сельскохозяйственная
академия, Ижевск, Пермь
Варвикский университет, Ковентри,
Великобритания
Государственная медицинская
академия, Оренбург, Пермь
Ин-т микробиологии, Аахен,
Германия
Государственный педагогический
университет, Пермь
Национальный центр биотехнологии,
Бразилия
ЗАО НПС «Элита-Комплекс», Центр
биологических технологий,
Екатеринбург
Национальный коллекции
промышленных и морских
микроорганизмов, Абердин,
Великобритания
Белоруссия
REGIONAL SPECIALISED
COLLECTION OF
ALKANOTROPHIC
MICROORGANISMS
Вывоз коллекционных штаммов за границу по заявкам пользователей
Таможенный контроль и оформление вывоза штамма
Заключение Комиссии по
экспортному контролю, Москва
8 официальных документов из
ИЭГМ УрО РАН
Объявленная стоимость
природного изолята:
1800 руб
Фитосанитарный контроль
3 официальных документа из
ИЭГМ УрО РАН
Ветеринарный контроль
2 официальных документа из
ИЭГМ УрО РАН
Разрешение Пермской таможни
на выпуск штамма
10 официальных документов из
ИЭГМ УрО РАН
Почтовое отправление, Пермь
24
4 официальных документа из
ИЭГМ УрО РАН
Реальные денежные
затраты:
21035 руб
Число подготовленных
документов:
27
Временные затраты
2 месяца
Наша команда
25
Отбор природных образцов, выделение и сбор
штаммов
Идентификация
(с использованием современных методов
бактериальной таксономии)
Исследование
Оценка биотехнологического потенциала
Сохранение (усовершенствование известных и разработка новых
Компьютеризованные базы данных
культивированию, идентификации, методам
хранения
Обучающие курсы по выделению,
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ОСНОВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ РАБОТЫ
ПО ИЗУЧЕНИЮ И СОХРАНЕНИЮ МИКРОБНОГО ГЕНОФОНДА
методов хранения)
Сотрудничество с другими
коллекциями, обмен
культурами
26
Обеспечение непрерывности в
передаче штаммов и полезной
информации о них
Программы по
сохранению
ALKANOTROPHIC
микробного
MICROORGANISMS
разнообразия
Проблемы биологических ресурсных центров
• Адекватное комплектование штата.
• Адекватное обеспечение рабочими помещениями
и оборудованием.
• Информационный обмен и передача знаний
посредством разработки баз данных.
• Пути ускорения процесса обмена культурами через
гармонизацию правил выдачи культур.
• Финансовое «здоровье» и финансовая стабильность
(государственная и частная помощь; доходы,
получаемые коллекций; исследовательские контракты).
27
ПРЕДЛОЖЕНИЯ
по развитию государственной поддержки микробных коллекций
•Разработка системы оценок и идентификация коллекций.
• Формирование
национальных
центров
микробных
генетических
ресурсов
с
целевым
долгосрочным
финансированием.
•Принятие закона о микробных генетических ресурсах.
• Формирование национального коллекционного
микробных ресурсов для биотехнологии.
фонда
•Совершенствование правовой базы в разделах: доступ
к микробных генетическим ресурсам, защита прав
интеллектуальной
собственности,
справедливое
распределение прибылей от использования ресурсов
в ходе биотехнологических разработок.
28
Никому не нужен…
Соединить воедино
микро- и макроорганизм
R.ruber-007
В коллекции
алканотрофов
29
Где я найду
этот микроб ?